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SEMINÁRIOS DE RESULTADOS E

PERSPECTIVAS 2017/2018

10 a 12 de abril de 2018

Fábio Staude

IEN

Institutos da DPD

Instituto de Engenharia Nuclear

Seminários de Resultados e Perspectivas 2017/2018

Infraestrutura Laboratorial e

Força de Trabalho

1962 – O IEN é

criado por convenio

entre a CNEN e a

Universidade do

Brasil para abrigar

o Reator Argonauta

e desenvolver

tecnologia nuclear

O Instituto de Engenharia NuclearÁrea do terreno

146 mil m2

Área construída

18,5 mil m2


Infraestrutura Laboratorial e

Força de Trabalho

Infraestrutura de suporte à pesquisa, desenvolvimento e produção de radiofármacos

Principais instalações e laboratórios:

▪ Reator de pesquisa Argonauta

▪ Aceleradores de partículas Cíclotron CV-28 e RDS 111

▪ Laboratórios com células de processamento de radiofármacos

▪ Laboratório de Termohidráulica Experimental

▪ Laboratório de Computação Paralela

▪ Laboratório de Interfaces Humano-Sistema (LABIHS)

▪ Laboratório de Realidade Virtual

▪ Laboratório de Inteligência Artificial Aplicada

▪ Laboratório de Usabilidade e Confiabilidade Humana

▪ Laboratório de Ultrassom

▪ Laboratório de desenvolvimento, produção e manutenção de instrumentação nuclear

▪ Laboratórios e instalações vinculados a projetos específicos nas áreas de Química, Materiais e Proteção Radiológica


Infraestrutura Laboratorial

e Força de Trabalho

Idade média: 54,72 anos73 servidores com abono de permanência12 servidores com jornada de 24 horas

Ref. Maio 2017


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Resumo das realizações das principais áreas de atuação

Tecnologia e Engenharia de Reatores

Tecnologia de Materiais e Química

Instrumentação

Engenharia de Sistemas Complexos

Realidade Virtual

Ensino

Divulgação Científica

Projetos Estruturantes / Mobilizadores

Radiofarmácia

Reator Argonauta

Rejeitos

Centro de Capacitação


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Tecnologia e Engenharia de Reatores

Análise termohidráulica de Reatores Nucleares

Análise Probabilística de Segurança em Plantas Nucleares PWR

Termo-hidráulica experimental: escoamentos multifásicos e circulação natural / ebulição

Transientes de partida e operacionais em sistema acionado por aceleradores (ADS)

Estudos de Impacto Radiológico

Estudos desenvolvidos, Metodologias aprimoradas, Artigos submetidos ou publicados em revistas nacionais e internacionais indexadas,Orientações e coorientações de teses de doutorado e dissertações de mestradoTrabalhos apresentados em congressos internacionaisOrientações de iniciação científica

DESTAQUE

DES-SAL – Projeto de um reator nuclear para dessalinização de água do mar e geração de energia elétrica, envolvendo a perspectiva de construção de um protótipo de uma unidade de Destilação de Membrana no IEN

ANÁLISE NEUTRÔNICA: Estudo do novo combustível para o Reator Argonauta


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Tecnologia de Materiais e Química

Emprego de técnicas de Química, Radioquímica e Química Nuclear para estudos e aplicações em áreas de interesse da sociedade e do setor nuclear

Desenvolvimento de Membranas Cerâmicas para o Tratamento de Rejeitos Líquidos Aquosos de Baixo e Médio Nível de Radiação

Caracterização Ultrassônica do Combustível Nuclear

Avaliação de Tensão em Materiais por Técnicas Ultrassônicas

Aplicação de Radiotraçadores na Indústria e Meio Ambiente

Estudos desenvolvidosArtigos submetidos ou publicados em revistas nacionais e internacionais indexadasOrientações e coorientações de teses de doutorado e dissertações de mestradoTrabalhos apresentados em congressos nacionais e internacionaisOrientações de iniciação científica

DESTAQUE

Reforma do Laboratório de Radiotraçadores (visando projeto RLA2016011) (perspectiva de investimento da ordem de EU 950 mil, a ser aplicado em instalações e laboratórios do IEN)

Organização de Evento da AIEA : “Certificação de métodos de medição de vazão e técnicas de calibração de medidores de vazão na indústria do Óleo e Gás, utilizando Radiotraçadores (Maio de 2018 – transferido para Viena)

Celebração de um Acordo de Cooperação Técnica com a empresa Atomum para desenvolvimento conjunto de tecnologia (objetivo: Cooperação e Intercâmbio científico e Tecnológico para execução de atividades na Área de aplicações de radiotraçadores na indústria e meio ambiente, inicialmente , na indústria de petróleo e gás natural)


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

InstrumentaçãoDesenvolvimento de equipamentos e sistemas para reatores nucleares, radioproteção, medicina nuclear e para aplicações na área nuclear

DESTAQUE: Desenvolvimento de equipamentos para radioproteção

Monitor Modular Remoto de Radiação

(preparado para transferência de

tecnologia)

Dosímetro com diodo PIN – Em desenvolvimento (novo desenho mecânico concluído)

Telemedidor de radiação: Desenvolvido o design e protótipo mecânico com sonda extensora

Desenvolvimento de equipamentos para medicina nuclear (em desenvolvimento, em preparação para transferência) Sistema para captação da tireóide.Calibrador de doses de radiofármacos

Desenvolvimento para reatores nuclearesEstudos para desenvolvimento de técnicas de construção de circuitos tolerante a falhas com tecnologia digital para sistemas de alta confiabilidade em instrumentação nuclear (base para as discussões sobre a utilização desta tecnologia no Sistema de Proteção do RMB)

Desenvolvimento para aplicação na área nuclearEstudo para desenvolvimento de sistema de posicionamento em ambientes internos com dispositivos WiFi de baixo custo


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Engenharia de Sistemas Complexos

DESTAQUEParticipação no Projeto do Empreendimento RMB (Projeto Detalhado)Sistema Instrumentação e Controle - Subsistemas: Salas de Controle; Monitoração de Pós-Acidente; Protótipo do sistema de controle e monitoração do reator.

1. Fatores humanos aplicados no projeto da sala de controle principal e da sala de controle de emergência de um reator produtor de radioisótopos

2. Cooperação SEESC/IEN com SEASE/DRS/SEDE - Participação no grupo de EFH-Engenharia de Fatores Humanos; desenvolvimento de procedimentos para análise de eventos ocorridos em instalações nucleares com ênfase na engenharia de fatores humanos; Avaliação da Análise de Confiabilidade Humana relativa a Analise Probabilística de Segurança de Baixa Potência/Desligamento (Angra 2); Avaliação do Relatório de Análise Segurança Seção 19.- Mudanças Organizacionais de Angra I

3. Prototipagem do Telemedidor de Radiação -DETEC4. Desenvolvido e aplicado método fuzzy na avaliação da usabilidade de equipamentos médicos nucleares5. Modelagem da dispersão de radionuclídeos na atmosfera usando computação paralela6. Desenvolvimento das novas interfaces gráficas para salas de controle usando LabVIEW7. Desenvolvimento de um sistema para predição dose radiação baseado em redes neurais8. Desenvolvimento de um ambiente virtual colaborativo para treinamento de agentes de segurança durante emergência

nuclear9. Desenvolvimento de um simulador interativo baseado em realidade virtual para treinamento de profissionais de saúde

no uso radiação ionizante


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Realidade Virtual (LABRV)

Sala de controle do simulador de tentativa de invasão de instalação nuclear, com detalhe do adversário

sendo monitorado na tela superior direita

Adequação do modelo virtual do IEN para estudos e simulações de ações de

proteção física contra tentativas de invasão, roubo ou sabotagem


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Desenvolvimento de modelo virtual de uma clínica de radioterapia para treinamento de inspetores(incluindo as seguintes funcionalidades: medição do campo de radiação produzido pelo equipamento, efeitos de blindagem à radiação, sistema de monitoramento por circuito interno de câmeras, intertravamento da porta de acesso ao bunker e botoeiras de desligamento de emergência do equipamento)

Visualização da construção do bunker de radioterapia

Visualização da porta de entrada do bunker e da sala de controle

Visualização do interior do bunker com o equipamento de radioterapia


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Modelo virtual de uma clínica de medicina nuclearpara treinamento dos profissionais de radiofarmácia (radioproteção) e para dessensibilização dos pacientes quanto aos procedimentos relacionados ao tratamento

Parceiros:Hospital Universitário Clementino Fraga Filho (UFRJ)Hospital Universitário Antônio Pedro (UFF)Hospital Pró-Cardíaco

Visualização do interior do quarto terapêutico, com detalhe da janela de vidro plumbífero

Sala de manipulação de radiofármacos da clínica de medicina nuclear


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Resultados 2017Número de dissertações defendidas: 12Número de alunos de mestrado ingressantes: 22

Formação Especializada para o Setor Nuclear – Pós graduação strictu sensu

▪ Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Nucleares (+ de 40 dissertações defendidas)

▪ Colaboração com cursos de graduação e pós-graduação externos (Física médica da UFRJ, Mestrado em Engenharia Nuclear do IME, Mestrado e Doutorado em Engenharia Nuclear da COPPE/UFRJ, entre outros)

Ensino


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Estágio para Oficiais da Marinha

Treinamento e apresentações nas áreas de reatores, termo-hidráulica, cíclotron, radioisótopos, instrumentação nuclear, sistemas complexos e confiabilidade humana, química e materiais, proteção radiológica, gestão do conhecimento e pós-graduação do IEN.

Cooperação com o Programa de Formação de Operadores de Propulsão Nuclear da Marinha, do Centro Industrial Nuclear de Aramar

Formatação de programa de estágio para oficiais (45 dias)


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

SPBC Jovem 2017 (Belo Horizonte)

INAC 2017(Belo Horizonte)Divulgação Científica


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

SPBC Jovem 2017 SPBC Jovem 2017

Goiânia Breast Cancer SymposiumObservatório Nacional

Turismo Cultural no Bairro Imperial de São Cristóvão


MACRO-REALIZAÇÕES

(qualitativo) 2017

Projetos estruturantes / mobilizadores

• Adequação das Instalações de Produção de Radiofármacos do IEN

• Modernização e adequação das instalações do Reator Argonauta e dos seus laboratórios associados

• Regularização dos depósitos de rejeitos do IEN e melhoria das condições de segurança no gerenciamento de rejeitos radioativos e resíduos químicos

• Implantação de Centro de Capacitação e Treinamento de Recursos Humanos para o Setor Nuclear


Projetos Estruturantes

Adequação das Instalações de Produção de Radiofármacos do IEN

Produção de Radiofármacos

▪ Iodo-123 na forma de iodeto de sódio (NaI), para o diagnóstico de disfunções da tireóide (2017 - 527 mCi / R$ 42.425,84)

▪ Meta-iodobenzilguanidina marcada com iodo-123 (MIBG), para diagnósticos em cardiologia e neurologia (2017 – 1.724 mCi / R$ 209.516,53)

▪ Fluor-desoxiglicose (18FDG), um emissor de pósitrons que produz imagens de alta resolução para exames em cardiologia, oncologia, neurologia e neuropsiquiatria




Objetivo: Adequar as instalações de produção de radiofármacos do IEN às Boas Práticas de Fabricação, por exigência da ANVISA

Orçamento – R$ 16.000.000,00




2017 - Sinalização de aporte de R$ 80.000.000,00 do FNS

Acelerador (CV-28) com mais de quarenta anos de uso e com sinais evidentes de que está no fim de sua vida útil




Situação atual:

- Ofício MS informando insuficiência de recursos

- Discussões CDPNB (modelo de gestão inadequado)

- Discussões internas sobre riscos no investimento em atividade de produção

- Produtor privado em operação no RJ já em 2019



Instalação de novos equipamentos nos laboratórios de Produção de Radiofármacos

Capelas de fluxo laminar blindada, instalada no laboratório de Controle de Qualidade da Produção de Radiofármacos

Unidades de Controle do Sistema de Monitoramento Radiológico

Sonda Geiger Müller do Sistema de Monitoramento Radiológico

Autoclave dupla face




O Reator Argonauta

Operação REATOR ARGONAUTA (2017)

• 76 operações

• 226 horas de operação

▪ Técnicas de ensaios não destrutivos como tomografia, neutrongrafia e análise por ativação, que utilizam o feixe de nêutrons de baixa energia proveniente do reator

▪ Produção de traçadores radioativos para otimização de processos industriais e usinas de tratamento de esgotos; detecção de pontos de fuga em dutos e tanques industriais; avaliação de sistemas de sistemas de separação de água/óleo; estudos do meio ambiente



O Reator Argonauta

CURSOS / TREINAMENTOS

• GraduaçãoEngenharia Nuclear (UFRJ/POLI)

• GraduaçãoFísicaMédica (UFRJ/IF)

• MestradoEngenharia Nuclear (EB/IME)

• Curso de Especialização (Marinha)

• Mestrado Engenharia de Reatores (CNEN/IEN)



Modernização e adequação das instalações do Reator Argonauta e dos seuslaboratórios associados

Objetivo: Aperfeiçoar as atividades já existentes e abrir novas áreas de P&D, tornado as instalações do Reator Argonauta mais adequadas para os pesquisadores e mais atrativas para as demais instituições de ensino e P&D do País, bem como para outras empresas do setor produtivo

(b) retomada do projeto de montagem da uma unidade subcrítica anexa ao Reator Argonauta (parceria com INB –fornecimento ainda em 2018)

(a) substituição do atual combustível de U3O8 (originais de 1965), por uma nova carga fabricada com Si2U3 (em parceria com o IPEN)



(c) início da realização de estudos visando a extensão da vida útil e o aumento da potência do reator, devido ao aumento de seu fluxo de nêutrons

(d) Modernização dos laboratórios auxiliares do reator (espectrometria gama, neutrongrafia, tomografia, simulação computacional e a implantação de um laboratório de radioquímica) e, ainda, dos Laboratório de Desenvolvimento de Instrumentação, engenharia de fatores humanos, Laboratório de Radiotraçadores, Laboratório de Termo-Hidráulica, Laboratório de Ultrassom e laboratórios de desenvolvimento de processos químicos (Projeto aprovado pela FINEP (R$ 8.949.200,00)

Parceiros / usuários: Instituto de Física da UFRJ, IME, Programa de Engenharia Nuclear da UFRJ, IRD, INB, duas empresas privadas (a Atomum e a Química Futura), Instituto de Defesa Química, Biológica, Radiológica e Nuclear (IDQBRN/CTEX), Central Radiométrica (LCR/UFF) e a Universidade Estadual da Zona Oeste (UEZO).





ADEQUAÇÃO DAS INSTALAÇÕES DO SEREA (1a FASE)

Hall de entrada Sala de documentação

Sala de aulas do SEREA

Acesso a área controlada

Laboratório

Desenvolvimento de

Radioisótopos por

Ativação Neutrônica

Acesso às salas

dos

pesquisadores



Regularização dos depósitos de rejeitos do IEN e melhoria das condições de segurança no gerenciamento de rejeitos radioativos e resíduos químicos

Objetivo: Dar continuidade ao processo de licenciamento dos depósitos de rejeitos radioativos do IEN eadequar as condições de controle e armazenamento de resíduos químicos e rejeitos radioativos gerados nodesenvolvimento das atividades de P&D do Instituto, localizados fora da área dos depósitos.

Depósitos de rejeitos com exigências regulatórias pendentes(depósito antigo com capacidade de armazenamento esgotada e inventário desatualizado e depósito novo com possibilidade de possuir problemas estruturais)

Grande quantidade de rejeitos químicos e radioativos estocados de forma improvisada e inadequada, acondicionados em diversos tipos de recipientes (nos mais variados volumes), sendo que alguns com vazamento, tornando-se um risco em potencial para as instalações, meio ambiente e profissionais




Ações realizadas em 2017

- Workshop envolvendo várias Unidades da CNEN (estudo de caso: IEN)

- Instrução adequada do processo de contratação de serviços técnicos de engenharia para avaliação estrutural do depósito novo

- Formação de grupo de trabalho interno responsável pela identificação, segregação e armazenagem adequada de rejeitos radioativos e descarte dos resíduos químicos localizados fora da área dos depósitos

- Início da adequação das instalações para tratamento e guarda dos rejeitos

- Adequação de laboratório para viabilizar o tratamento de material líquido proveniente das instalações da Química

- Aquisição de detector para EDX-800 (para viabilizar a identificação de recipientes com problemas)

- Adequação dos sistemas de exaustão dos almoxarifados químicos e dos laboratórios para apoio analítico




Manutenção das atividades rotineirasRecebimento e armazenamento de rejeitos radioativos (total de 7721,0 mCi)Rejeitos mais comuns: fontes radioativas fora de uso (289 fontes recebidas), rejeitos sólidos compactáveis, para-raios e detectores de fumaça e fontes seladas

Expectativa 2018

- Dar continuidade às ações de controle e armazenamento de resíduos químicos e rejeitos radioativos no IEN

- Contratação da avaliação estrutural do depósito novo



Implantação de Centro de Capacitação e Treinamento de Recursos Humanos para o Setor Nuclear

Objetivo: Oferecer cursos de capacitação e aperfeiçoamento, de curta e média duração, para os profissionais que atuam nos diversos órgãos da área nuclear, bem como para os profissionais das áreas de regulação, indústria, meio ambiente e saúde (com demanda crescente em função do aumento da atividade de produção de radiofármacos pela iniciativa privada).

Aproveitar a peculiar infraestrutura laboratorial do IEN (reator, cíclotrons e os seus diversos laboratórios), bem como a competência técnica existente no Instituto e de colaboradores de outras instituições do setor nuclear



Realizado 2017(a) Infraestrutura: disponibilizado prédio para a criação do Centro;(b) Criação formal de setor no IEN para a coordenação do projeto

Expectativa 2018(a) Adequação das Instalações (em andamento)(b) Busca de parceiros (em andamento)(c) Formatação dos primeiros produtos (em andamento)(d) Realização dos primeiros cursos

Implantação de Centro de Capacitação e Treinamento de Recursos Humanos para o Setor Nuclear

Expectativa em médio prazo (5 anos)(a) transformar o IEN em instituição de referência na capacitação de profissionais,

ajudando a garantir a manutenção da competência e a continuidade dos empreendimentos previstos no PNB


Dificuldades

Escassez de recursos tanto para P&D quanto para manutenção da infraestrutura existente

Falta de repasse pelos órgãos de fomento (CNPq, FAPERJ, FINEP) dos orçamentos de projetos aprovados nos anos anteriores

Diminuição nos quadros de pessoal de apoio técnico, que davam suporte às atividades experimentais

Alto número de aposentadorias de pesquisadores sêniors e consequente falta de recursos humanos para dar prosseguimento às pesquisas

Falta de bolsas de estudos para pesquisadores colaboradores

DINHEIRO E GENTE


Soluções encontradas ou propostas

para superar dificuldades identificadas

Situação dos Rejeitos

Ações de Divulgação Científica

Modernização Reator

Sensibilização e busca por colaboradores de outros setores


Soluções encontradas ou propostas

para superar dificuldades identificadas

Soluções Industriais com Radiotraçadores

Centro de Capacitação

DES-SAL

Modernizacao Argonauta e Laboratórios

RV

Novos Projetos de P&D

Projetos implementados no âmbito de

Redes de Cooperação


Desafios e Oportunidades

Criação e manutenção de espaços de interação e de estruturas de articulação

Priorização de iniciativas que possam facilitar a participação da CNEN em redes de cooperação interorganizacionais

Aprimoramento da capacidade de interação do corpo técnico nessas redes (gestão dos relacionamentos no âmbito das redes de cooperação)


[email protected]

Muito Obrigado

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